Радиоприём¶
Радиоприём — процесс приёма и преобразования радиоволн, распространяющихся в пространстве с помощью электромагнитного излучения, в полезный сигнал (звук, изображение, данные). Радиоприём осуществляется радиоприёмниками и является одной из двух основных функций радиосвязи, наряду с радиопередачей. Основные параметры приёма — чувствительность, избирательность, помехоустойчивость, полоса пропускания и стабильность настройки.
¶Физические основы
Радиоволна представляет собой электромагнитную волну с длиной от долей миллиметра до тысяч километров. При попадании на антенну радиоволна наводит в ней переменное электрическое напряжение, амплитуда и частота которого повторяют параметры принятого сигнала. Дальность приёма определяется мощностью передатчика, чувствительностью приёмника, высотой антенн, состоянием ионосферы и тропосферы, а также уровнями помех.
В радиоприёмнике принятый сигнал проходит несколько ступеней обработки: усиление, селекцию (выделение нужной частоты), детектирование (преобразование высокочастотного сигнала в низкочастотный или полезный сигнал) и повторное усиление.
¶Классификация радиоприёмников
По назначению радиоприёмники делятся на:
- Вещательные — для приёма радиовещания на средних, коротких и ультракоротких волнах (СВ, КВ, УКВ/ОВЧ).
- Специальные — для приёма телевизионных сигналов, сигналов сотовой связи, спутниковых навигационных систем (ГЛОНАСС, GPS).
- Профессиональные — радиостанции связи, радиолокационные приёмники, приёмники радионавигации.
- Любительские (радиолюбительские) — для работы в любительских диапазонах частот.
- Военные — системы радиоразведки, защищённой связи, радионавигации.
По способу преобразования сигнала различают:
- Супергетеродинные — основной тип современных приёмников, в котором принятый сигнал преобразуется в промежуточную частоту с помощью гетеродина и смесителя. Разработаны в 1918 году Эдвином Армстронгом.
- Прямого преобразования (гомодинные) — сигнал преобразуется сразу в звуковую частоту, применяются в цифровых радиостанциях и SDR-приёмниках.
- Резонансные (ламповые, транзисторные) — простейшие приёмники с настраиваемым контуром, распространены в любительской практике.
- Кристаллические — сверхпростые детекторные приёмники, применяются для обучения и в условиях отсутствия источников питания.
¶Основные характеристики
| Параметр | Описание |
|---|---|
| Чувствительность | Минимальный уровень сигнала на входе, при котором обеспечивается заданное качество приёма (измеряется в микровольтах или дБм) |
| Избирательность | Способность выделять нужный сигнал и подавлять соседние каналы и помехи |
| Полоса пропускания | Диапазон частот, который приёмник пропускает без искажений |
| Стабильность настройки | Способность удерживать частоту приёма при изменении температуры и напряжения питания |
| Помехоустойчивость | Способность сохранять качество приёма в условиях помех |
¶История
Первые опыты по приёму радиосигналов относятся к 1880-м годам — Генрих Герц экспериментально подтвердил существование электромагнитных волн. В 1895 году Александр Попов создал первый в мире радиоприёмник — «грозоотметчик», предназначенный для регистрации атмосферных разрядов, и продемонстрировал его приём радиосигналов. В 1896 году Гульельмо Маркони получил патент на систему беспроводной телеграфии и начал практическое использование радиоприёма для связи.
В 1901 году Маркони осуществил первую трансатлантическую радиосвязь, а в 1906 году Реджинальд Фессенден впервые передал по радио голос и музыку, что определило направление развития радиовещания. В 1918 году Эдвин Армстронг изобрёл супергетеродинный приёмник, ставший основой большинства радиоприёмников XX века. В 1920-е годы в СССР началось массовое производство радиоприёмников — в 1924 году на заводе «Красный пролетарий» в Москве был выпущен первый советский бытовой радиоприёмник «Родина».
¶Радиоприём в СССР и России
В СССР радиоприём стал массовым явлением в 1930-е годы. К началу Великой Отечественной войны в стране насчитывалось около 6 миллионов радиоприёмников. Радиовещание велось на четырёх языках СССР, а позднее — на всех языках союзных республик. Радиолюбительство было развитой формой досуга: в стране действовали радиокружки, издавались журналы «Радио», «Радиолюбитель», «Юный техник», работали радиоклубы ДОСААФ.
В 1960-е годы в СССР началось освоение космической связи — после запуска первого искусственного спутника Земли в 1957 году и полёта Юрия Гагарина в 1961 году радиоприём космических сигналов стал важнейшей технической задачей. В современной России радиоприём развивается в направлении цифровых технологий: цифровое радиовещание DAB+, программно-определяемые радиоприёмники (SDR), приём сигналов спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС и GPS.
¶Современное состояние
Современные радиоприёмники используют цифровую обработку сигналов (DSP), что позволяет реализовать высокую чувствительность, избирательность и помехоустойчивость. Широко распространены SDR-приёмники, в которых обработка сигнала выполняется программно на компьютере или микроконтроллере. Радиоприём остаётся важнейшей технологией связи, навигации, вещания, радиолокации и научных наблюдений — в том числе в радиоастрономии, где приёмники регистриют радиоизлучение космических объектов.
¶Источники
- Фрадкин Б. М. «Радиоприёмные устройства»
- Сивцев Н. М. «Радиоприёмные устройства»
- Гуревич В. С. «Радиоприёмники»
- Журнал «Радио», архивные выпуски
- Большая советская энциклопедия, статья «Радиоприём»